高校基础化学教学中的信息技术与课程整合研究

谢 娟，边 丽，郝勇静，孟晓彩

（河北工程大学，河北 邯郸 056038）

一、研究背景

迅猛发展的信息技术使社会信息化成为了世界大趋势，它不仅强烈地改变着我们的工作与生活模式，还对教育和学习的方式产生了重大影响。信息技术与课程整合目前已成为教育界教学研究的一个热点，越来越多的教育专家、学者正不断运用多媒体和网络等现代信息技术来促进教育教学改革[1]。

信息技术与课程整合，即在课程教学过程中把信息技术、信息资源、信息方法、人力资源和课程内容有机集合，共同完成课程教学任务的一种新型教学方式[2]。美国科学促进协会早在1989年就提出了信息技术与课程整合的思想，美国政府不仅对计算机教育给予了更多关注，还为开设信息技术课程和开展信息技术与课程整合加强了教师培训。除了美国，新加坡和澳大利亚等国家在教育信息化方面的发展也非常迅速。新加坡从1996年开始推行耗资数十亿美元的全国教育信息计划，给每间教室连通互联网，为每位教师配备笔记本电脑，使台式电脑数量达到每两个学生一台的标准。充足的资金和先进的技术设备为新加坡开展信息技术与课程整合打下了坚实基础。澳大利亚，利用信息技术进行各门课程的学习更为普遍，教师们能够自然地把计算机技能的学习与他们所教授的课程有机结合起来，尤其体现在社会与环境、英语、数学和科学等课程的教学中。

随着我国教育改革的不断深入，信息技术在课程改革中的应用受到了教育部门的高度重视。多年来尽管国内的各级各类学校一直在进行着信息技术与课程整合的有益尝试，实践探索取得了可喜的阶段性进展，探讨信息技术与课程整合方面的文章也层出不穷，但始终难以达到理想的教学效果[3]。这主要由于信息技术与课程教学脱节现象严重，多数信息技术使用者往往只重视是否使用了信息技术，而忽视了课堂的实际需要；在教学活动中，技术被当成了课堂的主体，学生被所使用的信息技术工具吸引，而非课程的内容；信息技术只在课堂上使用，并未形成一种以信息技术为大背景的学习环境[4]。

二、课程整合的必要性及可能性

无机化学、分析化学、有机化学和物理化学不仅是高等学校化学、化工专业学生的必修课，也是材料、环境工程、医药等专业学生的选修课，这些课程为其后续专业课的学习和未来从事的专业工作奠定了必要的化学基础知识和基本技能。

虽然中学化学与大学化学存在先行课与后续课的关系，但难易程度大不相同，要想将四大化学学好、学透绝非易事。这是因为中学化学极少涉及基本原理，与化学热力学/动力学、原子分子结构等有关的内容要么非常简单，要么根本就涉及不到；大学化学则要求学生对化学反应的基本规律、反应中的能量变化及物质组成、结构与性能之间的关系等有更为全面的认识。然而，微观世界中的基本微粒（电子、原子、分子等）既看不见，也摸不着，又很难用传统的教学方式使之具体化，可见学习难度显著提高[5]。大学化学教学过程中，常常是教师讲得乏味，学生听得没趣，严重影响了教学效果。而且中学化学教学一般对基本概念要求较高，过分追求严格的定义与解题训练，大学则是要将学生培养成复合型创新人才，因此必须更加注重知识的更新与运用，单靠教材显然不能满足这一要求。

飞速发展的信息技术为教学提供了一个强大的平台。多媒体技术具有将文字、图像和声音综合为一体的功能，教师不仅可以借助多媒体技术高容量的特点，将相关的文字、图表、视频等教学内容统统放入课件中，使学生在课堂上短时间内就能接触到大量的信息，有效提高教学效率；还可以利用多媒体技术将难于理解的抽象知识形象化，变“静态”为“动态”，改“微观”成“宏观”，从而培养学生的课程学习兴趣，加深他们对所学知识的理解，提高课堂教学效果。同时，互联网技术使越来越丰富的网络资源强烈地冲击了传统课程的资源观，课程资源的物化载体不再局限于书籍、教材等印刷制品。教师与学生可利用互联网随时查阅相关的最新科技动态和科研成果，并与外界不断地进行信息交换。这一方面增强了基础化学课程的开放性和动态性，将基础化学知识与日常生活有机地联系起来；另一方面，也给学生提供了学会判断、决策和创新的机会，培养了他们辨别、选择、运用知识和信息的能力。

三、课程整合的途径与作用

将信息技术与高校基础化学教学进行整合，不仅对传统的教育观念、教学环境、教学方法和教学组织形式产生深远影响，还能使基础化学教学更加具体、形象，有利于培养学生发现和解决问题能力。

（一）提高教学效果

高等化学知识是抽象的，一些术语也不易通过字面来加以理解，如电子云、离子键、晶体场、化学平衡、反应速率等。仅依靠教师在教学过程中的语言表述，学生很难搞清楚、弄明白。若运用三维动画来进行现场演示，则可起到事半功倍的效果。例如“电子云”，电子肉眼无法看到，学生更难以想象出电子云的具体形状及特性，如果教师运用多媒体技术，逼真地模拟出核外电子绕核旋转的整个过程，并通过特殊程序控制核外电子旋转的转速和几率，在核外呈现一个平面的电子云团，从而将电子运动以立体画面的形式展示在学生面前，加深学生对微观世界的认识和理解。以氯化钠为典型例子的“离子键”，也可以借助动画技术引导学生分析、理解其本质。慢放演示钠原子、氯分子相遇后，钠原子失去最外电子层中的一个电子变为一价阳离子，氯原子最外电子层得到该电子变为一价阴离子，而后二者在正负电荷的静电作用下形成了氯化钠的过程，不仅生动地展现了微观粒子的形象，还将微观粒子宏观化，为学生架设起了探讨微观世界的桥梁，培养了他们的微观想像力，教学效果十分明显。

（二）激发学习热情

信息技术具有很强的感染力，能够全方位、多角度地刺激学生，使学生看得清楚、听得真切、感受深刻，从而培养学生的学习兴趣，调动其学习积极性，促进他们对教材内容的理解与掌握。以“固体的结构与性质”这一章的教学设计为例，为了自然地引入新的章节，第一时间吸引住学生，让他们顺利地介入这个单元，教师课前可以大量搜集原子晶体、分子晶体、离子晶体和非晶体的图片，及各种晶体的开采、生产与应用的相关报道，并将其通过多媒体在课堂上向学生进行展示。由于是学生日常所熟悉的事物，既体现出生产、生活与化学的密切关系，又让其认识到原来这些晶体都属于化学的研究范畴，从而增强学生对本单元知识内容的学习欲望。

同时，由于化学是一门以实验为基础的自然科学，所以实验课自然是其教学过程中不可缺少的一个重要组成部分，它的教学目的就是要使学生运用实验的方法去验证和探索物质的性质和变化规律。然而，一些化学实验也会涉及到有毒、有害物质亦或是具有一定的危险性，操作稍有不慎就会引发事故，给师生带来伤害。对于这类错误操作，只靠教师讲解错误原因或该错误操作可能带来的危害，往往难以引起学生的足够重视。如果采用既安全又环保的动画方式模拟这些错误操作，则不但能够把错误原因演示清楚，还可以渲染气氛，加深学生对错误原因的理解，充分认识到错误操作的危害。

（三）实现因材施教

传统课堂教学受空间和时间的限制，教师只能按大多数学生的理解水平进行讲授，无法满足不同层次学生的知识需求，同时信息反馈也较缓慢，教学效果很不理想。相比之下，将电视所具有的视听合一功能与计算机的交互功能结合在一起的信息技术，可以通过丰富多彩、图文并茂的人机交互方式实现即时反馈，从而使学生产生强烈的学习欲望，充分发挥他们的主体作用。构建包括理论教学、实验教学、习题与测试、师生互动等模块的网络教学平台是利用信息技术实现因材施教的一个较好方法。

1.理论教学模块。该模块不仅提供教师授课时的电子教案和多媒体课件供学生参考，还会充分利用各种化学网络资源，如课件库、素材库、实例库、网络资源链接、参考资源库、软件工具等，将更多、更形象的授课信息传递给不同层次的学生，使个别化教学成为可能，以达到良好的教学效果。

2.实验教学模块。该模块按教学实验内容来设计，每个实验都配有具体的实验原理、实验操作和实验视频，技术条件较高的还可创建虚拟实验功能项，由学生自主选择仪器设备、自行控制实验操作，为学生学习一些难度大、危险性高的实验提供方便。

3.习题与测试模块。该模块除提供课后习题及其答案外，还设有章节与综合测验功能项，便于学生进行在线测试，检验和巩固所学的知识；检测试题由题库随机生成，题型多样，试卷提交后即时生成成绩，并可查询答案。这一环节对检验教学效果和教学质量起到了积极的促进作用。

4.师生互动模块。该模块打破了时间和空间的限制，给师生提供一个自由沟通的平台。在这一平台上，学生不仅可以就自己关心的问题向老师提问，还可与其他同学交换意见、交流经验；教师除可查看学生的提问，对共性或个性问题分别进行回复外，还可发布与教学有关的话题，鼓励学生表达见解，引导他们积极正确地思考。

（四）增进师生感情

教学过程中多媒体技术的引入，改变了传统的师生关系，较好地体现了学生的主体地位和教师的主导作用。在这种新课堂环境下，教师的主要作用集中于引导、组织和点拨，而学生更多的是要通过自己的观察、思考及抽象概括来获得知识。学生不再像过去一样，对教师充满了畏惧心理，被动地听课，而是能够积极、主动地参与到问题探讨和学习交流中去。课堂之外，QQ、MSN等网络服务又为师生提供了一种即时而又虚拟的交流通道，对师生关系的促进作用也不可小视。教师在课下闲暇时间，可以通过它们就学生关心的学习、生活、工作等多方面内容与其进行一对一或一对多的探讨，这无形中拉近了师生距离，有助于学生 “亲其师而信其道”，走进“教”与“学”的良性循环。

信息技术与学科教学的整合符合当前教育信息化发展的大方向，是对传统课堂教学模式的一种补充和发展，有利于相关专业学生实践能力和创新能力的培养。本文结合高校基础化学的特点，对信息技术与高校基础化学教学的整合进行了研究，认为整合是必要和可行的，通过课程整合会得到较好的教学效果。

[1]张峰.信息技术与课程整合的理论和实践探索[D].桂林：广西师范大学，2009.

[2]李克东.信息技术与课程整合的目标和方法[J].中小学信息技术教育，2002（4）：22-28.

[3]李春荣.信息技术与课程整合的理论探索与实践研究[D].长春：东北师范大学，2011.

[4]陈美芳.信息技术与课程整合的策略研究[D].南昌：江西师范大学，2006.

[5]谢娟，李慧婉，邓娟，等.大学化学与中学化学教学衔接问题探究[J].邯郸职业技术学院学报，2012，25（1）：78-80.